Python标准库01 正则表达式 (re包)

我将从正则表达式开始讲Python的标准库。正则表达式是文字处理中常用的工具,而且不需要额外的系统知识或经验。我们会把系统相关的包放在后面讲解。

正则表达式(regular expression)主要功能是从字符串(string)中通过特定的模式(pattern),搜索想要找到的内容。

语法

之前,我们简介了字符串相关的处理函数。我们可以通过这些函数实现简单的搜索功能,比如说从字符串“I love you”中搜索是否有“you”这一子字符串。但有些时候,我们只是模糊地知道我们想要找什么,而不能具体说出我是在找“you”,比如说,我想找出字符串中包含的数字,这些数字可以是0到9中的任何一个。这些模糊的目标可以作为信息写入正则表达式,传递给Python,从而让Python知道我们想要找的是什么。

(官方documentation)

在Python中使用正则表达式需要标准库中的一个包re。

import re
m = re.search('[0-9]','abcd4ef')
print(m.group(0))

re.search()接收两个参数,第一个'[0-9]'就是我们所说的正则表达式,它告诉Python的是,“听着,我从字符串想要找的是从0到9的一个数字字符”。

re.search()如果从第二个参数找到符合要求的子字符串,就返回一个对象m,你可以通过m.group()的方法查看搜索到的结果。如果没有找到符合要求的字符,re.search()会返回None。

如果你熟悉Linux或者Perl, 你应该已经熟悉正则表达式。当我们打开Linux shell的时候,可以用正则表达式去查找或着删除我们想要的文件,比如说:

$rm book[0-9][0-9].txt

这就是要删除类似于book02.txt的文件。book[0-9][0-9].txt所包含的信息是,以book开头,后面跟两个数字字符,之后跟有".txt"的文件名。如果不符合条件的文件名,比如说:

bo12.txt

book1.txt

book99.text

都不会被选中。

Perl中内建有正则表达式的功能,据说是所有正则表达式系统中最强的,这也是Perl成为系统管理员利器的一个原因。

正则表达式的函数

m = re.search(pattern, string)  # 搜索整个字符串,直到发现符合的子字符串。
m = re.match(pattern, string)   # 从头开始检查字符串是否符合正则表达式。必须从字符串的第一个字符开始就相符。

可以从这两个函数中选择一个进行搜索。上面的例子中,我们如果使用re.match()的话,则会得到None,因为字符串的起始为‘a’, 不符合'[0-9]'的要求。

对于返回的m, 我们使用m.group()来调用结果。(我们会在后面更详细解释m.group())

我们还可以在搜索之后将搜索到的子字符串进行替换:

str = re.sub(pattern, replacement, string) 
# 在string中利用正则变换pattern进行搜索,对于搜索到的字符串,用另一字符串replacement替换。返回替换后的字符串。

此外,常用的正则表达式函数还有

re.split()    # 根据正则表达式分割字符串, 将分割后的所有子字符串放在一个表(list)中返回

re.findall()  # 根据正则表达式搜索字符串,将所有符合的子字符串放在一给表(list)中返回

(在熟悉了上面的函数后,可以看一下re.compile(),以便于提高搜索效率。)

写一个正则表达式

关键在于将信息写成一个正则表达式。我们先看正则表达式的常用语法:

1)单个字符:

. 任意的一个字符

a|b        字符a或字符b

[afg]      a或者f或者g的一个字符        

[0-4]      0-4范围内的一个字符

[a-f]      a-f范围内的一个字符

[^m]       不是m的一个字符

\s         一个空格

\S         一个非空格

\d         [0-9]

\D         [^0-9]

\w         [0-9a-zA-Z]

\W         [^0-9a-zA-Z]

2)重复

紧跟在单个字符之后,表示多个这样类似的字符

*         重复 >=0 次

+         重复 >=1 次

?         重复 0或者1 次

{m}       重复m次。比如说 a{4}相当于aaaa,再比如说[1-3]{2}相当于[1-3][1-3]

{m, n}    重复m到n次。比如说a{2, 5}表示a重复2到5次。小于m次的重复,或者大于n次的重复都不符合条件。

正则表达          相符的字符串举例

[0-9]{3,5}       9678

a?b              b

a+b              aaaaab

3) 位置

^         字符串的起始位置

$         字符串的结尾位置

正则表达          相符的字符串举例        不相符字符串

^ab.*c$          abeec               cabeec (如果用re.search(), 将无法找到。)

4)返回控制

我们有可能对搜索的结果进行进一步精简信息。比如下面一个正则表达式:

output_(\d{4})

该正则表达式用括号()包围了一个小的正则表达式,\d{4}。 这个小的正则表达式被用于从结果中筛选想要的信息(在这里是四位数字)。这样被括号圈起来的正则表达式的一部分,称为群(group)。 我们可以m.group(number)的方法来查询群。group(0)是整个正则表达的搜索结果,group(1)是第一个群……

import re
m = re.search("output_(\d{4})", "output_1986.txt")
print(m.group(1))

我们还可以将群命名,以便更好地使用m.group查询:

import re
m = re.search("output_(?P<year>\d{4})", "output_1986.txt")   #(?P<name>...) 为group命名
print(m.group("year"))

练习 有一个文件,文件名为output_1981.10.21.txt 。下面使用Python: 读取文件名中的日期时间信息,并找出这一天是周几。将文件改名为output_YYYY-MM-DD-W.txt (YYYY:四位的年,MM:两位的月份,DD:两位的日,W:一位的周几,并假设周一为一周第一天)

总结

re.search() re.match() re.sub() re.findall()

正则表达式构成方法

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